コムギ脱共役タンパク質遺伝子導入によるイネへの低温耐性付与

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要約

コムギ脱共役タンパク質遺伝子(WhUCP)をイネに導入して過剰発現させたイネの幼苗は、過酸化水素水耐性及び、幼苗期低温耐性を示す。

キーワード:イネ、脱共役タンパク質遺伝子(WhUCP)、WhUCP導入イネ、低温耐性
担当:北海道農研・地域基盤研究部・適応生態研究室
連絡先:電話011-857-9211、電子メールozawa@affrc.go.jp
区分:北海道農業・基盤研究、作物・生物工学
分類:科学・参考

背景・ねらい

脱共役タンパク質はミトコンドリアタンパク質であり、呼吸系により作られたプロトン濃度勾配をATPを産生せずに解消し(脱共役)、熱を産生させる作用があり、動物では寒冷曝露時の熱産生や肥満等に関わっている。植物においては、ザゼンソウの花での熱産生に関与すると考えられるほか、低温等のストレスにより生じた過剰電子を消去し、ストレス耐性に関与していると考えられている。本研究は、コムギの脱共役タンパク質遺伝子(WhUCP)をイネに導入して恒常的に発現させ、イネに低温耐性を付与することを目的とする。

成果の内容・特徴

コムギ脱共役タンパク質遺伝子を35Sプロモーター下流部に連結したバイナリーベクターをアグロバクテリウム法でイネに導入した組換えイネ後代(T3)では、導入遺伝子が過剰発現している(図1)。
WhUCP導入イネの幼苗(発芽後6日)の30mM過酸化水素水中での10日目の生存率は原品種に対して明らかに高い。(表1、図2)。従って、コムギ脱共役タンパク質遺伝子は、イネの過酸化水素水耐性を向上させる。
第3葉展開期(高さ8-10cm)の幼植物を5℃で4.5日間処理すると、原品種の第3葉は多くが枯死するが、WhUCP導入イネでは枯死がほとんど見られない(表1、図3)。従ってコムギ脱共役タンパク質遺伝子は、イネ幼苗の低温耐性を向上させる。